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Título: Algoritmo genético aplicado à otimização de aerofólio para diminuição de ruído aerodinâmico
Título em inglês: Genetic algorithm apllied to airfoil optimization to aerodynamic noise reduction
Autor(es): Teixeira, Ramon André Mesquita
Orientador(es): Silva Júnior, Francisco Ilson da
Palavras-chave: Engenharia mecânica
Algorítmo genético
Otimização
Data do documento: 8-Jul-2016
Citação: TEIXEIRA, R. A. M. (2016)
Resumo: O ruído produzido pelos aerogeradores, causador de danos à saúde, tem sido um empecilho para a acomodação daqueles à sociedade. Esse trabalho usou o modelo de Brooks, Pope e Marcolini (BPM) de predição de ruído, aperfeiçoado para a descrição espacial do ruído aerodinâmico das principais linhas de aerogeradores produzidos, utilizados em parques eólicos, ou em meio urbano (de pequena escala), e foi feita a otimização dos perfis s809, s822, s834, FX 63-137, SD 2030 e SG 6043, em termos de níveis de ruído e performance da pá. O principal propósito desse processo de otimização é diminuir os níveis de emissão de ruído, ao mesmo tempo que se evite grandes reduções na performance aerodinâmica da turbina através de ajustes na geometria do aerofólio. O ruído aerodinâmico apresenta duas fontes: ruído de influxo turbulento e autoruído. Este, por sua vez, possui quatro mecanismos diferentes a se manifestar: ruído de camada limite turbulenta no bordo de fuga, ruído de separação-estol, ação de vórtice na camada limite laminar, ruído devido à rigidez do bordo de fuga. Para isso, foi usado o programa NAFNoise, que contém o modelo BPM e o código do XFOIL para fornecer os dados de entrada do BPM e Algoritmo Genético, para realizar o processo de otimização. Os perfis otimizados apresentaram redução de ruído em torno de 1 dB, redução no desempenho aerodinâmico e uma conformação enrugada.
Abstract: The noise produced by wind turbines which damages the health, has been a kind of barrier for the accommodation of those to society. This work uses the Brooks, Pope and Marcolini (BPM) model to noise prediction improved for the spatial description of the aerodynamic noise of the main lines of wind turbines produced, used in wind farms, or in urban areas (small-scale), and it was made the optimization of the profiles s809, s822, s834, FX 63-137, SD 2030 e SG 6043 blades in terms of noise levels and the blade performance. The main purpose of this optimization process is to reduce noise emission levels while it avoids large reductions in aerodynamic performance of the turbine by adjusting the geometry of the airfoil. The aerodynamic noise has two sources: inflow self-noise and self-noise. This, in turn, has four different mechanisms to manifest: turbulent boundary layer trailing edge noise, separation-stall noise, laminar boundary layer vortex shedding noise, trailing edge bluntness – vortex shedding noise. For this, it was used the NAFNoise program containing the BPM model and XFOIL code to provide the BPM data input and Genetic Algorithm to perform the optimization process. The optimized profiles fell around 1 dB in noise emission, reduction in aerodynamic performance and a corrugated conformation.
Descrição: TEIXEIRA, R. A. M. Algoritmo genético aplicado à otimização de aerofólio para diminuição de ruído aerodinâmico. 2016. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/20747
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